集成一體化高壓寬范圍三路輸出電源模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種電源模塊，具體地說，涉及一種集成一體化高壓寬范圍三路 輸出電源模塊。
【背景技術(shù)】
[0002] 通常情況下，交流輸入AC380V轉(zhuǎn)換直流電壓的變換器一般以工頻50Hz的變壓器 轉(zhuǎn)換成低壓交流電，再經(jīng)過整流濾波，由開關(guān)或線性芯片轉(zhuǎn)換成三路直流電。由于市電網(wǎng) AC380V±20%的范圍，頻率為50Hz，所以其電源受到工頻變壓器的限制，體積較大，重量較 重，效率低。如圖1中變壓器Tl為保證足夠的功率余量和在輸入拉偏范圍內(nèi)保證輸出功率， 其自身功率在15-20W左右，其體積超過70mm*70mm*50mm，重量也在400 g以上。由于功率 較小，芯片IC1、IC2、IC3工作方式又為線性模式，其實測效率在40%-60%之間。由于效率較 低，其發(fā)熱量很大，其散熱也需要很大的散熱片，其整體重量會達(dá)到SOOg左右。針對此種情 況，研發(fā)一種小型化、高頻率、模塊化的AC/DC高壓寬范圍三路輸出電源模塊，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的 工頻變壓器方式的三路輸出電源，將成為未來電源領(lǐng)域發(fā)展的方向。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 本實用新型正是為了解決上述技術(shù)問題而設(shè)計的一種集成一體化高壓寬范圍三 路輸出電源模塊。
[0004] 本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0005] -種集成一體化高壓寬范圍三路輸出電源模塊，包括整流電路、濾波電路、主控電 路、變壓電路、反饋電路、保護(hù)電路和穩(wěn)壓電路。主控電路由主控功率芯片Ul及其附屬電路 實現(xiàn)，Ul采用7-DIP封裝形式的主控功率芯片F(xiàn)SL4110LR ;變壓電路采用低高度EPC17變壓 器Tl繞制高頻變壓器及其附屬電路實現(xiàn)，變壓器Tl的具體繞法為：初級-反饋-次級1和 2并繞-次級3-初級；主控功率芯片Ul的6和7腳連接變壓器Tl初級2腳，反饋電路從第 一路+ 5V輸出采樣后經(jīng)光電耦合器U2反饋至主控功率芯片Ul的3腳，保護(hù)電路自變壓器 Tl初級3腳取樣，經(jīng)二極管D2,三極管Ql連接至主控功率芯片Ul的2腳；穩(wěn)壓電路包括三 路穩(wěn)壓輸出電路，其中兩路輸出通過變壓器的耦合性控制，這兩路對應(yīng)的變壓器次級繞組 分別接兩個二極管D4和D6進(jìn)行整流，實現(xiàn)次級兩組繞制最佳耦合性，實現(xiàn)此兩路輸出電壓 精度的穩(wěn)定度；第三路次級繞組接整流二極管D7,濾波電容C24后通過降壓芯片LM5010實 現(xiàn)穩(wěn)定隔離輸出。
[0006] 所述集成一體化高壓寬范圍三路輸出電源模塊，其輸入電壓覆蓋AC85-460V，輸出 電壓覆蓋DC3. 3V-DC20V，輸入與輸出隔離電壓不低于AC2000V。
[0007] 所述集成一體化高壓寬范圍三路輸出電源模塊，每路輸出電壓覆蓋范圍可達(dá) DC3. 3V-DC20V，輸出為對稱性負(fù)載。
[0008] 所述集成一體化高壓寬范圍三路輸出電源模塊，其采用塑封外殼結(jié)構(gòu)，內(nèi)部實體 封裝的方式來提高一體化散熱能力、穩(wěn)定性和絕緣度。
[0009] 本實用新型具有下列優(yōu)點：
[0010] 1、體積為70mmX48mmX24mm (見圖4和圖5)，滿足小型化、模塊化趨勢；
[0011] 2、平面散熱方式，自然散熱效果更好，無需外加散熱措施即可使用；
[0012] 3、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化產(chǎn)品設(shè)計，可適應(yīng)高壓寬范圍全球通用AC85-460V輸入電壓、輸 出電壓和功率等參數(shù)要求，適應(yīng)性更廣；
[0013] 4、空載損耗、絕緣滿足CCC和CE標(biāo)準(zhǔn)。
[0014] 本實用新型的有益效果是交流輸入電壓，直流輸出電壓范圍寬，隔離度高，模塊工 作效率高，無需外接散熱器散熱，減小了模塊的體積，使高壓輸入的電源模塊化、小型化，易 于工業(yè)生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0015] 圖1為AC380V±20%輸入電源線性芯片原理圖。
[0016] 圖2為本實用新型AC85-460V輸入三路輸出開關(guān)電源原理圖。
[0017] 圖3為本實用新型FSL41IOLR間歇模式工作時序圖。
[0018] 圖4、圖5為本實用新型MT6電源模塊外形圖。
【具體實施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。
[0020] 如圖2所示，本實用新型一種集成一體化高壓寬范圍三路輸出電源模塊，包括整 流電路、濾波電路、主控電路、變壓電路、反饋電路、保護(hù)電路和穩(wěn)壓電路。主控電路由主控 功率芯片Ul及其附屬電路實現(xiàn)，Ul采用7-DIP封裝形式的主控功率芯片F(xiàn)SL41IOLR ;變壓 電路采用低高度EPC17變壓器Tl繞制高頻變壓器及其附屬電路實現(xiàn)，變壓器Tl的具體繞 法為：初級-反饋-次級1和2并繞-次級3-初級；主控功率芯片Ul的6和7腳連接變壓 器Tl初級2腳，反饋電路從第一路+ 5V輸出采樣后經(jīng)光電耦合器U2反饋至主控功率芯片 Ul的3腳，保護(hù)電路自變壓器Tl初級3腳取樣，經(jīng)二極管D2,三極管Ql連接至主控功率芯 片Ul的2腳；穩(wěn)壓電路包括三路穩(wěn)壓輸出電路，其中兩路輸出通過變壓器的耦合性控制，這 兩路對應(yīng)的變壓器次級繞組分別接兩個二極管D4和D6進(jìn)行整流，實現(xiàn)次級兩組繞制最佳 耦合性，實現(xiàn)此兩路輸出電壓精度的穩(wěn)定度；第三路次級繞組接整流二極管D7,濾波電容 C24后通過降壓芯片LM5010實現(xiàn)穩(wěn)定隔離輸出。其中，二極管D6采用貼片封裝，電感LU L2、L3和L4采用大電感量電感，所有濾波電容采用耐高壓電容。
[0021] 所述集成一體化高壓寬范圍三路輸出電源模塊，其輸入電壓覆蓋AC85-460V，輸出 電壓覆蓋DC3. 3V-DC20V，輸入與輸出隔離電壓不低于AC2000V。
[0022] 所述集成一體化高壓寬范圍三路輸出電源模塊，每路輸出電壓覆蓋范圍可達(dá) DC3. 3V-DC20V，輸出為對稱性負(fù)載。
[0023] 所述集成一體化高壓寬范圍三路輸出電源模塊，其采用塑封外殼結(jié)構(gòu)，內(nèi)部實體 封裝的方式來提高一體化散熱能力、穩(wěn)定性和絕緣度。
[0024] 開關(guān)控制芯片F(xiàn)SL41IOLR具有以下特點：
[0025] (1)FSL4110LR具有1000V耐壓的SenseFET，所以此功率芯片能滿足AC85-460V輸 入的寬輸入范圍；
[0026] (2) 4腳的電壓高低可以調(diào)整電源模塊輸入過壓保護(hù)的高低；
[0027] (3)輸出過流保護(hù)為關(guān)斷式，當(dāng)超過設(shè)定電流時輸出電流輸出電壓關(guān)斷，當(dāng)電流恢 復(fù)到設(shè)定值時，自動恢復(fù)輸出；
[0028] (4)內(nèi)置內(nèi)部啟動和軟啟動電路，對于所有保護(hù)功能的安全自動重啟模式，固定重 啟時間為1.6S。芯片內(nèi)部采用軟間歇模式操作，最大程度的降低了音頻噪聲。
[0029] FSL4110LR工作模式為間歇工作模式。為最大程度地降低待機模式下的功 耗，F(xiàn)SL4110LR會進(jìn)入突發(fā)模式。隨著負(fù)載降低，反饋電壓也會降低。當(dāng)反饋電壓降至 VBURL(400mV)以下時，器件自動進(jìn)入間歇模式，如圖3所示。此時，開關(guān)操作將停止，輸出 電壓開始降低，降低的速率取決于待機電流負(fù)載。這會導(dǎo)致反饋電壓上升。一旦此值超過 VBURH(500mV)，開關(guān)操作將恢復(fù)。反饋電壓隨之降低，此過程重復(fù)。間歇模式會交替使能和 禁用SenseFET的開關(guān)操作，從而降低待機模式下的開關(guān)損耗。另外，還減少了可聽噪聲軟 間歇。
[0030] FSL41IOLR還有許多功能，如可選擇的輸入過壓保護(hù)點、關(guān)斷式的輸出過流保護(hù)、 保護(hù)功能的自動重啟等。
[0031] 如圖2中變壓器Tl采用的是高頻變壓器，此電源模塊工作在50kHz的開關(guān)頻率 下，用體積為18. 2mm*23. 2mm*9. 9mm的EPC17變壓器就可以滿足電源三路輸出共8W的功率 要求。
[0032] 下表為本實用新型背景代表產(chǎn)品所述的特性和高度尺寸。
[0033]
[0034] 本實用新型不局限于上述最佳實施方式，任何人在本實用新型的啟示下得出的其 他任何與本實用新型相同或相近似的產(chǎn)品，均落在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種集成一體化高壓寬范圍三路輸出電源模塊，包括整流電路、濾波電路、主控電 路、變壓電路、反饋電路、保護(hù)電路和穩(wěn)壓電路；其特征在于：主控電路由主控功率芯片Ul 及其附屬電路實現(xiàn)，Ul采用7-DIP封裝形式的主控功率芯片F(xiàn)SL41IOLR ;變壓電路采用低高 度EPC17變壓器Tl繞制高頻變壓器及其附屬電路實現(xiàn)，變壓器Tl的具體繞法為：初級-反 饋-次級1和2并繞-次級3-初級；主控功率芯片Ul的6和7腳連接變壓器Tl初級2 腳，反饋電路從第一路+ 5V輸出采樣后經(jīng)光電耦合器U2反饋至主控功率芯片Ul的3腳， 保護(hù)電路自變壓器Tl初級3腳取樣，經(jīng)二極管D2,三極管Ql連接至主控功率芯片Ul的2 腳；穩(wěn)壓電路包括三路穩(wěn)壓輸出電路，其中兩路輸出通過變壓器的耦合性控制，這兩路對應(yīng) 的變壓器次級繞組分別接兩個二極管D4和D6進(jìn)行整流，實現(xiàn)次級兩組繞制最佳耦合性，實 現(xiàn)此兩路輸出電壓精度的穩(wěn)定度；第三路次級繞組接整流二極管D7,濾波電容C24后通過 降壓芯片LM5010實現(xiàn)穩(wěn)定隔離輸出。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成一體化高壓寬范圍三路輸出電源模塊，其特征在于： 輸入電壓覆蓋AC85-460V，輸出電壓覆蓋DC3. 3V-DC20V，輸入與輸出隔離電壓不低于 AC2000V。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成一體化高壓寬范圍三路輸出電源模塊，其特征在于：每 路輸出電壓覆蓋范圍可達(dá)DC3. 3V-DC20V，輸出為對稱性負(fù)載。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成一體化高壓寬范圍三路輸出電源模塊，其特征在于：采 用塑封外殼結(jié)構(gòu)，內(nèi)部實體封裝的方式來提高一體化散熱能力、穩(wěn)定性和絕緣度。
【專利摘要】本實用新型公開了一種集成一體化高壓寬范圍三路輸出電源模塊，包括整流電路、濾波電路、主控電路、變壓電路、反饋電路、保護(hù)電路和穩(wěn)壓電路；主控電路由主控功率芯片U1及其附屬電路實現(xiàn)，U1采用7-DIP封裝形式的主控功率芯片F(xiàn)SL4110LR；變壓電路采用低高度EPC17變壓器T1繞制高頻變壓器及其附屬電路實現(xiàn)，變壓器T1的具體繞發(fā)為：初級-反饋-次級1和2并繞-次級3-初級。本實用新型輸入電壓范圍達(dá)到了AC85V-460V，解決了AC380V小功率輔助電源的問題，同時大大的降低了成本，縮小了體積，使高壓輸入的電源模塊化、小型化，易于工業(yè)生產(chǎn)。
【IPC分類】H02M3/335, H02M7/217
【公開號】CN204835964
【申請?zhí)枴緾N201520534471
【發(fā)明人】于合穎
【申請人】航天長峰朝陽電源有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年7月22日